Satelit karbon: "menghidu" karbon dari jauh, memantau pelepasan karbon global dengan tepat.

Dengan perkembangan pesat teknologi pembunyian dan pemodelan atmosfera, pengesanan pelepasan karbon melalui pemerhatian kepekatan karbon dioksida atmosfera dianggap sebagai kaedah yang berkesan untuk menilai pencapaian pengurangan pelepasan gas rumah hijau. Pada 22 Disember 2016, negara saya melancarkan satelit eksperimen saintifik pemerhatian karbon dioksida yang pertama, TanSat, menjadi negara ketiga di dunia yang menyediakan data satelit karbon.

Memantau kepekatan CO2 global, dengan pemerhatian dan simulasi yang dijalankan secara serentak.

Satelit karbon, yang secara rasmi dinamakan "Satelit Eksperimen Saintifik Pemantauan Karbon Dioksida Global," memantau kepekatan CO2 global menggunakan kaedah pengukuran kepekatan karbon dioksida atmosfera. Ia bergantung pada pemerhatian dan simulasi serentak, bertujuan untuk menangani perubahan iklim global dan memantau taburan kepekatan karbon dioksida global.

Dari segi pemerhatian, penderiaan jauh satelit boleh memainkan peranan penting dalam pemerhatian karbon dioksida global kerana lokasi dan kaedah pemerhatiannya yang unik, terutamanya dalam pemerhatian liputan global resolusi tinggi, di mana ia dapat melihat julat yang luas dan jelas. Sebaliknya, simulasi terutamanya menggunakan model pengangkutan atmosfera dan komputer berprestasi tinggi untuk mensimulasikan proses pengangkutan karbon dioksida atmosfera dan kandungan karbon dioksida atmosfera pada setiap masa dan setiap tempat, dan menyelaras dengan pemerhatian satelit untuk mendapatkan nilai fluks karbon yang paling hampir dengan kebenaran.

Dilengkapi dengan sistem "penglihatan jarak jauh" yang direka khas, ia menyediakan sokongan data yang penting.

Pada masa ini, hanya terdapat beberapa ratus stesen pemerhatian karbon dioksida berasaskan darat di seluruh dunia, yang tidak mencukupi untuk memenuhi keperluan pemantauan. Satelit karbon menawarkan penyelesaian kepada masalah ini sehingga tahap tertentu, kerana ia boleh memperoleh data pemantauan karbon dioksida global.

Mengenal pasti gas yang merupakan karbon dioksida daripada atmosfera tebal yang mengelilingi Bumi, malah mencipta "peta dinamik"—satelit karbon China dilengkapi dengan "penglihatan jarak jauh" yang direka khas.

Satelit karbon TanSat membawa pengesan karbon dioksida hiperspektral dan resolusi spatial yang tinggi. Pengesan ini berfungsi dengan menggunakan garis penyerapan molekul dalam jalur spektrum yang boleh dilihat dan dekat inframerah untuk mengesan kepekatan karbon dioksida, memantau perubahan kepekatan karbon dioksida atmosfera global dengan tepat dan dalam masa nyata. Satelit karbon ini mengorbit Bumi kira-kira 14 kali sehari, dengan lebar pengesanan 20 kilometer. Semasa mengorbit kutub Bumi, ia memperoleh maklumat kepekatan karbon dioksida global untuk menunjukkan dengan tepat bagaimana aktiviti manusia dan sistem semula jadi memancarkan dan menyerap gas rumah hijau ini.

Dengan menganalisis jujukan kepekatan lajur global dan menggunakan satu siri model daripada sistem asimilasi data, perubahan fluks CO2 global (jumlah CO2 yang melalui satu unit luas per unit masa) boleh disimpulkan, yang merupakan asas data teras untuk penyelidikan kitaran karbon.

△ Bandingkan data yang dikembalikan oleh satelit karbon,

Ia boleh mengira tahap karbon dioksida di kawasan yang berbeza di dunia.

Selain keupayaan terasnya, satelit karbon ini membawa satu lagi alat yang berkuasa—pengimej awan multispektral dan pencitraan polarisasi aerosol. Pengimej ini mengukur maklumat tambahan seperti awan dan jirim zarah atmosfera, membantu saintis merekayasa balik kepekatan karbon dioksida dengan tepat dengan menghapuskan faktor gangguan. Ia juga membantu ahli meteorologi dalam meningkatkan ketepatan ramalan cuaca dan menyediakan sokongan data penting untuk penyelidikan tentang punca pencemaran udara seperti PM2.5. Data satelit karbon dikemas kini setiap hari. Pengguna boleh menyesuaikan dan memuat turun data global daripada satelit karbon mengikut tarikh dan wilayah.

Peta global pertama taburan karbon dioksida atmosfera daripada satelit karbon China

△Melalui pemerhatian berulang,

Satelit karbon boleh memberikan peta lengkap taburan karbon dioksida global.

Sebagai satelit segerak matahari hampir kutub standard, satelit karbon ini mengorbit Kutub Utara dan Selatan Bumi pada ketinggian 700 kilometer, melengkapkan 14 hingga 15 orbit sehari. Instrumen pemantauan karbon dioksida globalnya mengumpul maklumat resolusi hiperspektral atmosfera Bumi sepanjang jejari timur-barat 20 kilometer setiap orbit. Oleh itu, satelit karbon boleh memperoleh data meliputi kawasan seluas kira-kira 300 kilometer sehari, merangkumi (14 hingga 15) × 20 kilometer. Memandangkan khatulistiwa Bumi mempunyai lilitan kira-kira 40,000 kilometer, secara teorinya, memperoleh data pemerhatian daripada kira-kira 140 hari dan 2,000 orbit akan membolehkan penciptaan peta pemantauan karbon dioksida yang lancar dan diliputi secara global.

△Peta taburan karbon dioksida global pertama China daripada satelit karbonnya

Pada bulan September 2017, peta taburan karbon dioksida global yang pertama telah dikeluarkan, dengan ketepatan purata 2.11 ppm. Peta tersebut menunjukkan corak kepekatan karbon dioksida yang tinggi di Hemisfera Utara dan kepekatan yang rendah di Hemisfera Selatan semasa musim bunga, disebabkan oleh pelepasan antropogenik. Membandingkan peta taburan dari April dan Julai 2017, trend penurunan kepekatan karbon dioksida yang jelas di Hemisfera Utara dari musim bunga ke musim panas ditunjukkan, menunjukkan fungsi penyerapan karbon bermusim ekosistem. Peta tersebut juga mencerminkan kepekatan karbon dioksida yang tinggi di kawasan yang mempunyai aktiviti manusia yang kerap.

Set data fluks karbon global

△Gambarajah skematik sumber dan sinki karbon global yang dipantau oleh satelit karbon China (TanSat)

Pada 15 Ogos 2021, para penyelidik dari Institut Fizik Atmosfera, Akademi Sains China dan institusi lain telah menggunakan sistem pengiraan fluks karbon termaju untuk mendapatkan set data fluks karbon global pertama daripada Satelit Karbon China, satelit eksperimen saintifik pemantau karbon dioksida global pertama negara saya. Ini merupakan hasil penting, menandakan bahawa negara saya mempunyai keupayaan pemantauan kuantitatif spatial bagi keseimbangan karbon global, menjadikannya negara ketiga di dunia, selepas Jepun dan Amerika Syarikat, yang memiliki teknologi ini.

Inventori global membantu memahami kesan tindakan seperti pengurangan pelepasan karbon dioksida dan penyerapan karbon terhadap trend perubahan iklim, dan penderiaan jauh satelit akan memainkan peranan penting dalam perakaunan karbon global, bersatu dan tidak berat sebelah.

Satelit karbon China merupakan satelit pemantauan gas rumah hijau generasi pertama negara itu dan satelit "penghidu karbon" global ketiga selepas Jepun dan Amerika Syarikat. Kejayaan pembangunannya telah membolehkan pemantauan gas rumah hijau berasaskan angkasa lepas yang berketepatan tinggi dari awal. Operasinya yang stabil di orbit seterusnya akan mengisi jurang teknologi dalam keupayaan pengesanan gas rumah hijau negara saya. Pencapaiannya amat penting bagi negara saya untuk memahami corak pemanasan global yang berubah-ubah dan taburan pelepasan karbon global, dan untuk meningkatkan suara antarabangsa negara saya dalam menangani perubahan iklim global.
Pada masa hadapan, berdasarkan hasil penyelidikan satelit karbon, negara saya akan membangunkan generasi baharu satelit pemantauan gas rumah hijau untuk mencapai matlamat dwi-karbon global dan nasional.

(Sebahagian kandungan dalam artikel ini adalah dari internet. Jika terdapat sebarang pelanggaran, sila hubungi kami untuk memadamkannya.)